خمکاری-لوله-فولادی

خمکاری لوله فولادی و تولید زانویی لوله

لوله و تیوب به علت کاربرد وسیع در صنایع مختلف از جمله انتقال سیالات از اهمیت بالایی برخوردار هستند. آیا می­دانید روش­های شکل­ دهی لوله­‌ها چگونه است؟ ابزار مورد نیاز برای انجام این فرآیند کدام است؟ لوله‌­های خم شده در چه صنایعی کاربرد دارند؟

یکی از روش‌­های شکل ­دهی که به منظور استفاده راحت­ تر از لوله‌­ها کاربرد بسیار زیادی دارد خمکاری لوله است. خمش لوله فرآیند تغییر شکل دائمی در لوله یا تیوب است که به روش­‌های مختلفی انجام می­شود. با استفاده از روش‌­های خمش می­‌توان در لوله صاف یک یا چند خم ایجاد کرد. خمکاری عموما برای لوله­‌های با سطح مقطع گرد استفاده می­شود اما در بعضی موارد لوله‌­های با مقطع مربع یا مستطیل نیز به این روش شکل داده می­شوند. خمکاری لوله فولادی با توجه به زاویه و جهت خمش به سه صورت انجام می­شود: خمش معمولی، خمش U شکل و خمش 180 درجه. همچنین با توجه به پیچیدگی کاربرد، خمکاری می­تواند به صورت دوبعدی یا سه بعدی انجام شود.

روش‌­های خمکاری لوله فولادی

برای انجام فرآیند خمکاری در ابتدا، لوله‌­های بلند را با استفاده از ابزار مختف مانند اره، دیسک، تراشکاری یا لیزر به ابعاد مورد نظر رسانده و سپس به یکی از روش‌­های خمکاری که در ادامه به توضیح آن­ها می­پردازیم، در زوایای دلخواه، خم می­شوند. خمکاری در لوله­‌ها با سطح مقطع متفاوت مانند بیضی، دایره­ای، مربع یا مستطیل انجام می­شود. با توجه به تفاوت لوله درزدار و بدون درز و نوع جوش به کار رفته، نوع فرآیند مورد استفاده انتخاب می­شود. لوله­‌های بدون درز ظاهر نهایی بهتری نسبت به لوله­‌های جوشکاری شده دارند.

به صورت کلی خمکاری به سه روش سرد، گرم و القایی انجام می­شود:

خمکاری سرد

  1. خمکاری با رام (Ram-type bending)

این شیوه به عنوان یکی از قدیمی ­ترین، ساده ­ترین و کم هزینه ­ترین روش‌­های خمکاری در دنیا است که با استفاده از یک سنبه و با اعمال نیروی هیدرولیکی باعث وارد شدن قطعه به داخل غلتک­ ها و بلوک­ های محوری و در نتیجه خم شدن لوله می­شود. کنترل این فرآیند در مقایسه با فرآیندهای دیگر بسیار دشوار است و عموما در مواردی استفاده می­شود که می­خواهیم به سطح نهایی مقعر برسیم. معمولا در خمکاری پایه­ های مبلمان یا لوله­ های شوفاژها و به صورت کلی در مواردی که شعاع نهایی دارای ویژگی خاصی نباشد از این روش استفاده می­شود.

خمکاری با رام
خمکاری با رام
  1. روش غلتکی

خمکاری لوله فولادی در این حالت با استفاده از ماشین‌­های مختلفی انجام می­شود و عموما در خمکاری لوله فولادی با قطر زیاد کاربرد دارد. به کمک غلتک‌­های متعدد و تنظیم فاصله و زاویه بین آ‌‌ن­ها، خم با زاویه دلخواه در قسمت‌­های مختلف لوله‌­های بزرگ ایجاد می­شود. عمدتا از این روش برای تولید شکل‌­های مارپیچی استفاده می­شود. یک ماشین مورد استفاده، از سه غلتک تشکیل شده است که معمولا برای ایجاد خم­های بزرگ مورد استفاده قرار می­گیرد.

خمکاری-غلتکی-لوله-و-پروفیل
خمکاری-غلتکی-لوله-و-پروفیل
  1. روش فشاری (compression bending)

در روش فشاری، قالب ثابت مانده و لوله با استفاده از یک کفشک (Wiper die)  دور قالب پیچیده شده و خم می­شود. با استفاده از این روش سطح خارجی خم ممکن است تا حدودی مسطح شود که دلیل این امر، پشتیبانی نکردن این روش از قطر داخلی لوله می­‌باشد و در نتیجه تغییر آن است. استفاده از روش فشاری برای قطعاتی که در آن­‌ها شعاع خم کمتر از سه برابر قطر داخلی لوله است توصیه نمی­‌شود. این روش در تولید قطعات متقارن که خم­‌های یکسان در دو طرف دارند متداول می‌­باشد، همچنین در تولید محصولات خانگی و تجاری کاربرد زیادی دارد.

خمکاری فشاری
خمکاری فشاری
  1. خمکاری با ماندرل

به دلیل کنترل بسیار زیاد روی میزان نازک شدن دیواره‌­ها، از این روش اغلب برای ایجاد خم‌­های دقیق استفاده می­شود. لوله صاف توسط یک گیره، محکم به قالب چفت می­شود و سپس لوله و قالب به صورت همزمان شروع به چرخش می­کنند. برای جلوگیری از ایجاد چروک در دیواره داخلی، از یک ماندرل استفاده می­گردد. مزیت این فرآیند نسبت به روش­‌های دیگر، امکان کنترل شعاع داخلی و بیرونی است که منجر به خم شدن دقیق‌­تر نسبت به روش­‌های دیگر می­شود.

خمکاری با ماندرل
خمکاری با ماندرل

در خمکاری لوله ­ها به روش سرد یکی از نکات حائز اهمیت، پدیده Spring back است که باعث می­شود قطعه پس از خروج از دستگاه در ناحیه الاستیک خود مقداری از کرنش ایحاد شده را آزاد کرده و در واقع زاویه خم کمتر از مقدار مورد نظر می­شود.

شما میتوانید با کلیک روی لینک زیر ویدئوی خمکاری لوله به کممک ماندرل را تماشا کنید:

خمکاری لوله با ماندرل

 خمکاری گرم

در این روش لوله تحت حرارت قرار می­گیرد که این امر باعث تغییر در ساختار کریستالوگرافی و در نهایت تغییر در خواص قطعه می­شود به همین علت در خمکاری لوله فولادی­ با فرآیند گرم، موضوع متداولی نیست مگر در مواردی که زاویه خمکاری بسیار زیاد باشد و یا بخواهیم روی قطعه عملیات حرارتی انجام دهیم. خمکاری لوله فولادی به روش گزم در کنار معایبی مانند مصرف انرژی زیاد و گران بودن، چین خوردگی در سطح داخلی قطعه و مواردی که در بالا ذکر شد، مزایایی دارد که قابل چشم­پوشی نیست؛ از جمله قابلیت کنترل ضخامت دیواره داخل و همچنین استفاده برای قطعات با ابعاد بزرگ و ضخامت زیاد. منبعحرارتی برای گرم کردن لوله در این روش می­تواند سوخت‌­های فسیلی، القای مغناطیسی یا هدایت الکتریکی باشد.

خمکاری به روش القایی

خمکاری لوله فولادی در این حالت با قرار دادن لوله داخل یک کویل و عبور دادن جریان الکتریکی از سیم پیچ انجام می­شود، که طی این فرآیند لوله به صورت موضعی گرم می­شود و در نتیجه لوله بدون اعمال نیروی زیاد، خم می­شود، در مرحله بعد، محل گرمادیده به کمک آب سرد خنک می­شود. این روش در خم کردن لوله­‌های درزدار و بدون درز کاربرد دارد. روش القایی قابل استفاده در لوله­‌هایی با شعاع خمکاری بزرگ و قطر بالا است. همچنین آلودگی زیادی ندارد، جز روش‌­های کم هزینه محسوب می­شود و کیفیت سطح خمکاری شده بهتر از خمکاری گرم می­باشد. همچنین از نظر چروک خوردگی سطح بهتر از روش­های دیگر است.

خمکاری-لوله-فولادی-به-روش-القایی
خمکاری-لوله-فولادی-به-روش-القایی

خمکاری لوله‌ ­های فولادی با روش‌­های مختلف در بسیاری از صنایع کاربرد دارد، این لوله ­ها در صنایع مختلفی از مانند ماشین ­سازی، کشتی ­سازی، هوافضا و بسیاری دیگر کاربرد دارد. در صنعت ماشین ­سازی، از روش‌­های خم کردن بر پایه ماندر‌‌ل‌­ها به منظور کاهش میزان تغییر فرم سطح مقطع لوله‌­ها حین خم کردن و همچنین کاهش چروکی که در سطح داخلی قطعه اتفاق می­افتد، استفاده می­شود. صنایع هوافضا و هوانوردی به خم شدن لوله­‌های با کیفیت متکی هستند. خم در این صنایع باید بسیار دقیق و بدون خطا باشد.  به همین علت انتخاب روش مناسب برای خمکاری لوله بسیار مهم و نیازمند دقت بالا می­باشد. به صورت کلی با توجه به نوع، جنس و کاربرد نهایی قطعه، روش خمکاری لوله فولادی مشخص می­شود تا بتواند در کاربرد مورد نظر، بهترین کارآیی را داشته باشد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *